Os conservadores de transformadores são componentes essenciais na transformadores de potência imersos em óleoOs conservadores de óleo são um mecanismo vital para a regulação do volume do óleo térmico e para o isolamento atmosférico. Ao evitar a contaminação, a oxidação e a entrada de humidade, os conservadores prolongam significativamente a vida e a fiabilidade do transformador. Este guia explora a sua função, estrutura, diferentes tipos, técnicas de vedação e o seu papel na manutenção da eficiência e segurança operacional do transformador.
1. O que é um conservador de transformadores?
A conservador de transformadores, também conhecido como tanque conservador de óleo de transformador ou tanque de expansãoO tanque principal do transformador é uma câmara auxiliar montada acima do tanque principal do transformador. Permite que o óleo isolante no interior do transformador para se expandir e contrair devido a alterações de temperatura sem o expor ao ar ambiente, mantendo assim a qualidade do óleo e a rigidez dieléctrica.
2. Porque é que os conservadores são críticos para o desempenho do transformador?
O sistema de conservadores desempenha várias funções essenciais:
Gestão das mudanças de volume de óleo devido a variações de temperatura
Evita o contacto com o ar exterior, reduzindo a absorção de humidade e a oxidação
Mantém o equilíbrio da pressão no interior do tanque do transformador
Protege a qualidade do óleo isolantegarantindo um desempenho dielétrico a longo prazo
Suporta funcionamento sem supervisão nas redes eléctricas modernas
Permite uma monitorização exacta do nível de óleo e manutenção proactiva
Ao fazê-lo, ajuda a maximizar vida útil do transformador e minimiza o risco de falha do isolamento.
3. Componentes principais de um sistema de conservação de transformadores
Um conjunto de conservador padrão inclui normalmente:
Tanque de conservação: O principal reservatório de expansão/contração de petróleo
Separador flexível (bexiga ou diafragma): Evita o contacto entre o óleo e o ar
Respirador (com sílica gel): Absorve a humidade do ar que entra
Indicador do nível de óleo: Monitoriza os níveis de óleo para segurança operacional
Válvula de alívio ou registo de pressão: Gere os picos de pressão devidos a mudanças térmicas rápidas
Revezamento Buchholz (opcional): Detecta a acumulação de gás em condições de falha
4. Tipos de conservadores de transformadores
4.1 Conservador de tipo ondulado (expansor metálico)
Este é o tipo mais avançado e amplamente adotado nos transformadores selados modernos.
Estrutura e funcionamento:
Utilizações foles metálicos ou tubos ondulados de aço inoxidável como câmaras de expansão.
Totalmente vedado da atmosfera.
Compensa o volume de óleo por expansão/contração mecânica do metal.
Subtipos:
Conservador interno corrugado a óleo (vertical): Maior desempenho, mas maior volume.
Conservador Externo Corrugado a Óleo (horizontal): Compacto, boa dissipação de calor.
Vantagens:
Excelente vedação; não há entrada de humidade
Longa vida útil (>20.000 ciclos de expansão)
Deteção exacta do nível de óleo sem falsas leituras
Incorporado amortecedor de pressão aumenta a segurança
Manutenção reduzida; ideal para estações remotas ou não tripuladas
4.2 Conservador de tipo cápsula
Um projeto mais antigo que utiliza um bexiga de borracha ou nylon resistente ao óleo (cápsula) dentro do tanque do conservador.
Funcionamento:
A cápsula expande-se/contrai-se com o nível de óleo.
O ar flui através de um respirador para manter o equilíbrio da pressão.
Desafios:
O envelhecimento e a fissuração da cápsula são comuns
Fraco desempenho de vedação a longo prazo
A infiltração de humidade e ar conduz a degradação do óleo
Diminuição da utilização devido a problemas de fiabilidade
4.3 Conservador de tipo diafragma
Esta conceção utiliza um diafragma flexível (camadas de borracha ou sintéticas) para separar o ar do óleo.
Construção:
Material com várias camadas (por exemplo, tecido de nylon + neopreno + butadieno cianogénico)
Proporciona uma barreira entre o óleo e o ar
Limitações:
Sensível à qualidade da instalação e ao desgaste do material
Elevada probabilidade de fuga de óleo ou de rutura da membrana
Diminuição da segurança nas operações a longo prazo
Progressivamente, estão a ser eliminados em favor de modelos de cartão canelado
4.4 Conservador de tipo aberto
A conceção mais antiga e mais básica, expondo diretamente o óleo ao ar ambiente.
Principais inconvenientes:
Oxidação rápida do óleo e absorção de humidade
Degradação grave do óleo isolante
Elevado risco de falhas internas e redução da vida útil do transformador
Agora obsoleto para aplicações de média/alta tensão
5. Mecanismos de vedação dos conservadores de transformadores
A vedação adequada é essencial para proteger o óleo do transformador da exposição atmosférica.
a. Conservador aberto (não selado)
Contacto direto com o ar
O óleo oxida-se rapidamente; é comum a entrada de humidade
Utilizado apenas em transformadores de baixa tensão ou obsoletos
b. Tipo de cápsula (vedação parcial)
Separação do ar através de uma bexiga
Propensão para a fadiga e fissuração da bexiga
Requer monitorização e manutenção frequentes
c. Tipo membrana (vedação melhorada)
Melhor vedação do que a cápsula, mas o envelhecimento do material continua a ser um problema
Sensível à qualidade da instalação e da manutenção
d. Tipo ondulado (vedação total)
A melhor vedação da sua classe
Sem níveis de óleo falsos
Sem contacto com o ar; manutenção reduzida
Resiste de forma fiável aos ciclos de temperatura e pressão
6. Alterações de temperatura e compensação de volume
O óleo isolante expande-se quando aquecido e contrai-se quando arrefecido. Um conservador deve:
Absorve a expansão do óleo sem criar picos de pressão
Fornecer compensação de vácuo durante o arrefecimento
Impedir a entrada de ar no depósito principal
Evitar o transbordo de óleo ou a deformação induzida pelo vácuo
Tipos de papelão ondulado respondem automaticamente às alterações térmicas, ajustando o volume do fole - proporcionando compensação em tempo real e manter o equilíbrio do sistema.
7. O papel do conservador na fiabilidade do transformador
Um conservador bem concebido melhora o desempenho do transformador ao
Atualização qualidade consistente do óleo
Prevenir avaria eléctrica devido a humidade ou bolhas de gás
Minimizar oxidação do óleo e formação de ácidos
Proteger o núcleo e os enrolamentos do envelhecimento prematuro
Reduzir o tempo de inatividade e a manutenção não planeada
Apoiar a longo prazo fiabilidade e estabilidade da rede
8. Controlo e manutenção
A inspeção de rotina e a manutenção preditiva são essenciais para um desempenho ótimo.
As tarefas incluem:
Verificação dos níveis de óleo através de janelas indicadoras ou sensores
Substituição do gel de sílica nos respiradores
Inspeção das bexigas/diafragmas quanto a desgaste ou danos
Ensaio dos interruptores de alarme em relação aos limiares do nível de óleo
Assegurar que não há fugas de óleo das ligações ou das válvulas
Os modelos selados ondulados requerem normalmente a menor intervenção, o que os torna ideais para os serviços públicos modernos.
9. Notas de aplicação: Considerações sobre o comutador de derivação em carga
Evitar a utilização de conservadores de metal corrugado totalmente selados em reservatórios de comutador de derivação em carga (OLTC)A utilização de um fole de fole selado pode ser um problema, uma vez que o gás gerado durante as operações de abertura de torneiras pode acumular-se e prejudicar o funcionamento. Os conservadores OLTC requerem mecanismos de ventilação e de libertação de gás que não são adequados aos modelos de fole selado.
10. Conclusão: Escolher o conservador certo
A escolha do conservador adequado depende de:
Tensão e capacidade do transformador
Condições ambientais (humidade, amplitude térmica)
Acessibilidade da manutenção
Criticidade operacional
Vida útil prevista e custo de propriedade
Para a maioria das aplicações modernas, conservadores de metal corrugado (selado) são a solução preferida - combinando fiabilidade, segurança e manutenção reduzida.
